探究地理信息系統在露天開采礦山測量中的應用

楊 禎

(中建材西南勘測設計有限公司，四川 成都 610000)

0 前 言

地理信息系統通過收集礦山地理信息能夠快速對其中的各項區域數據進行深入分析，為后續的開采與測量工作提供基礎的數據支持，是礦山開采環節中十分重要的應用工具。但在實際應用過程中，技術操作人員也必須結合礦山周圍的環境和地層實際情況，保證系統得到正確應用，促進其作用可以全面發揮。

1 概念解析

1.1 地理信息系統

地理信息系統指的是一種用來測量地理信息的技術系統，簡稱為GIS，此系統將計算機技術地圖學、地理學進行有效融合，保證在對地理空間信息進行收集和處理時，能夠讓計算機技術的價值全面發揮，保證最終得到的數據信息更加科學、完善，擁有更強的參考意義，如礦山周圍的地理信息、礦區的地層構造，甚至礦區上部的大氣層信息也可得到有效收集。在GIS系統中，各地區的地理信息也可結合實際情況進行有效查詢，保證數據信息的價值能夠被有效挖掘，子系統在礦山測量和開采方面有著非常積極的輔助作用。

1.2 礦山測量

礦山測量指的是在礦山建設和礦產資源開采過程中，為了使規劃、設計、勘探、建設、生產和運營管理等工作落實的效率更高，并獲得令人滿意的測量質量進行的一系列測繪工作，主要內容包括礦區地面控制、礦區地形圖有效測繪、測量礦山施工、觀測移動沉降幅度等。繪制礦體幾何圖的測量工作也由多個部分組成，包括地面上的土建工程測量、井下控制測量、施工測量等。在礦產資源開采過程中，必須對巖層與地表移動的沉降進行實時性觀測，同時及時對巷道和井深部分的相關建筑物沉降趨勢進行分析，保證礦區的開采與生產活動能夠得到更多的數據支持與指導。圖1為礦山測量工作人員現場測量圖。

圖1 礦山測量工作人員現場測量圖

2 系統應用現狀

GIS技術在我國應用較晚，因此，實際應用過程中還有很多技術性問題，應受到專業人員的重視并及時解決。例如，礦區工程測量人員利用GIS系統對礦區的地理狀況進行三維模擬圖繪制時，由于礦區規模和地理條件各不相同，因此，在數據收集方面可能存在不夠完整、了解不足的情況，這不僅會阻礙后續的測量與礦產資源開采工作，甚至無法保證測量工作最終獲得的數據是準確、具備較強參考價值的。其次，由于GIS系統只對地理信息進行測量，所以無法為礦區工作人員對礦區的資源儲量及分布方位進行更加精確的定位，同時確定各金屬元素儲量，表1為我國某省某礦區中鉀元素的儲量表，GIS系統有效應用，不僅能夠使金屬地理條件和礦井內部的工作環境得到有效分析，而且能夠指導后續的資源開采工作落實得更有針對性，技術操作更加成熟。但不容忽視的一點是，GIS系統在實際應用過程中存在確定元素含量功能作用發揮不夠完全的情況。因此，技術人員必須在礦區測量工作中對GIS系統的運行效果進行全面總結，同時結合礦區的實際工作情況以及環境條件來對系統進行細節上的完善。必要的情況下，還可以配合其他輔助性系統，讓系統的礦區資源開采工作指導價值可以全面發揮。

表1 某礦區中鉀元素的儲量表 單位：萬t

3 地理信息系統在露天開采礦山測量中的應用

3.1 數據融合

數據融合功能的有效應用，不僅能夠使GIS系統對礦區地理信息進行更加全面的收集，還可以與其他礦區的測量工作進行有效對接，保證測量設備中的所有測量數據都能夠及時上傳到自身系統中，并與自身收集到的系統進行統一的存儲與管理。最為重要的一點，GIS系統可以依據礦區種類、礦區地理條件來對信息進行有效的分門別類，并做單獨儲存。與此同時，在對數據背后的價值進行挖掘時，可直接依據實際需要對數據進行抓取，并建成模型。最后，根據分析結果對礦區的具體位置進行精準確定，保證礦區工作人員在組織落實找礦測量和開采技術工作時，獲得更多的數據性參考。

3.2 信息管理

為了使各項工作的落實效果更好，技術人員還需要多種數據信息的輔助，保證工作開展方向是準確的、方法是正確的。例如，露天開采礦山測量工作組織落實過程中，測量人員首先要對礦區的具體位置、信息、勘測信息、開采信息以及礦區周圍的建筑信息等多種信息進行有效收集，然后對這些信息進行統一管理，依據露天采礦需要，對不同階段、方位上的工作進行信息支持。不僅對礦區信息收集工作進行了步驟、流程上的簡化，配合應用的信息管理系統更加科學、適宜，能夠最大程度地減輕礦區工作人員任務負擔。需要注意的一點是，在地理信息系統沒有得到有效應用之前，信息收集工作主要由地質勘探工作人員組織落實，繁重的信息收集工作不僅會耗費大量的時間和人力、物力成本，效率低且獲得到的數據精確度不足。中間還可能因為各種影響因素的存在而出現數據結果誤差較大或是遺漏等情況，給礦區礦產資源開采工作的高水平組織落實帶來了諸多障礙。

3.3 建立模型

不同地區的礦區地理條件差異較大，尤其礦產容易產生于地質構造較為復雜的區域。所以，對地質構造較為復雜的礦區進行地質勘探時，阻礙因素非常多，不僅很難對礦機內部的實際情況進行有效探明，若毫無安全設施與防護裝備情況下進入到礦區開展測量工作，還可能會因為不夠熟悉內部環境而致使測量人員受到意外傷害。如果測量設備被損壞，那么不僅測量工作無法在規定時限內高質量水平落實，而且測量隊伍還要蒙受巨大的經濟損失。而GIS系統的模型建立功能可以直接根據礦區的數據進行建模，保證礦區內部的地理條件得到更加精確、詳細的顯示，與此同時，以三維模擬圖的方式展示在礦區勘查工作人員的眼前。模擬圖不僅可以對礦區內部環境條件進行三維立體形式的展示，而且測量工作人員可以直接通過模擬圖對礦區內部的地理實際情況進行分析，保證在不接觸破碎地層區域的情況下對內部工作環境進行熟悉與掌握，使測量工作擁有更高的可控性，進而獲得更高的工作落實質量和效率。

3.4 規劃資源

伴隨時代發展，國民經濟水平的不斷提升，我國各行各業在高速運作過程中也產生了較大的礦產需求。但是由于我國在礦產開采過程中受到技術、設備等因素的限制，無法滿足社會需要，因此，為了保證資源得到更高水平的開發與利用，相關管理部門與工作人員必須對礦產信息進行科學的整理與分析，保證我國的礦產資源分布以及總量得到更加精確的數字確定，按照行業生產發展的實際需求，對資源進行更加科學的分配，促進資源價值的全面發揮，對礦山的測量和開采工作進行更加專業科學的指導，保證資源開采地區和資源需求地區之間獲得更加全面的對接。在礦山露天開采區域組織落實測量、開采、生產等工作時，為保證工作組織協調水平更高，技術人員還需通過參考文檔、圖片、數據等方式，依據信息規劃出更加科學合理的資源分配方案。

3.5 合理生產

借助GIS系統落實露天開采礦山的測量工作，工作人員從繁重的工作任務當中解脫出來，還可幫助測量工作人員以更加直觀的方式對礦井周圍以及礦區內部的信息進行全面掌握，保證工作人員能夠對礦區測量工作進行更有效的操控，維護最終的測量工作落實質量，并進一步提升工作人員在測量工作中的人身安全。此外，借助GIS系統獲得的測量數據，測量工作人員還可以對礦山中的礦產資源量進行合理估算，并依據估算結果對后期的礦山開采工作進行開采速度和生產周期的對應，維護最終的礦區資源開采效率，并為礦產資源開采企業獲取更多的經濟效益。

3.6 礦山數字化

尤其對于露天開采區域來說，礦山的信息測量工作因受到外部復雜環境因素的影響不僅工作落實難度大，同時較為艱苦。因此，承擔礦山測量和開采技術活動的工作人員必須擁有良好的心理素質，可在崎嶇不平的地理條件、艱苦卓絕的工作環境中以更高的水平組織落實好相關測量工作，保證得到的測量數據結果精確度，擁有更強的參考性。GIS系統的有效應用，不僅能夠使測量工作人員對測量區域的地理條件和礦區內部工作環境進行全面了解，而且可以給設備技術方式以及其他準備工作提供更多的指導，保障測量儀器和系統能夠得到有效連接，使儀器的工作因為規劃而能夠以更高的質量和更高的效率落實，保證各儀器設備能夠在實際組織調配過程中發揮著更強大的測量價值。

從當前的測量和礦區開展現狀上看，工作還主要由人工承擔。因此，可以在GIS系統應用的基礎上，配合更多先進的智能設備與數據處理系統，保證設備系統之間的連接水平更高，能夠在應用的過程中保證設備的自動化屬性更強。例如，對復雜環境條件擁有較強適應性的機器人設備，不僅可以代替人工深入到環境較為復雜的礦區內部，還可以保證數據測量工作獲得更好的落實效果。這種GIS系統與智能化設備將連接的礦山區域測量工作開展，不僅可以節省人力、物力，而且能簡化礦區測量和開采工作的步驟，使礦井下的工作開展效率更高。

4 結 語

GIS系統在礦區工作組織落實過程中的有效應用，不僅可以使測量工作人員等任務得到有效減輕，而且可以輔助工作人員對露天開采礦山周圍的性質構造與環境進行有效的信息收集，保證相關工作的開展能夠得到更多引導與參考，這不僅使礦山生產工作的智能程度更高，而且促進了礦產資源生產工作朝著一體化、系統化方向發展，維護各項生產工作的落實合理性。

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